CN214295651U - 一种智能充电控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种智能充电控制系统，属于电动车充电技术领域。它解决了现有的技术充电器的充电利用率低的问题。本智能充电控制系统包括控制单元、通讯模块以及依次电连接的工频变压器、整流电路以及直流调压模块，直流调压模块的数量为若干个，整流电路的输出端还设置有功率计，通讯模块和功率计均与控制单元连接，各直流调压模块均通过通讯模块与控制单元连接，控制单元用于通过通讯模块获取充电电池的当前电量并结合功率计监测到的当前功率使用情况来计算出充电电池允许的充电功率并输出相应地控制指令，直流调压模块用于通过通讯模块输送的控制指令控制输出相应的充电电流。本实用新型能够实现电池高效且安全地充电。

Description

一种智能充电控制系统

技术领域

本实用新型属于电动车充电技术领域，涉及一种智能充电控制系统。

背景技术

电动车即电力驱动车，目前多指以电力驱动的两轮电动车，随着电力驱动的不断发展以及能源问题和环境问题的日益突出，电动车作为环保型交通工具越来越被广大人民群众所关注和使用。

目前，蓄电池作为电动车的能量来源，在电动车行驶数小时后就需要重新进行充电，其中，电动车充电器就是专门为电动车的蓄电池配置的一个充电设备，使用时将充电器两端的线路分别与电源和电动车的蓄电池连接进行充电。目前，电动车进行充电的基本模式为充电器一对一的充电模式。随着时代的不断发展，虽然现在也出现了电动车智能充电站，其与汽车加油站相类似，是一种“加电”的设备，是一种高效率的充电器，可以给电动车、电动汽车、老年代步车等进行充电的设备，但是充电站内集中充电系统也均为多路220V开关电源系统，存在以下不足：

1、不工作的充电器闲置，无法将功率转移到其他支路，利用率低。

2、若修改充电模式，具有成本较高，干扰较大，且散热位置分布点多的问题。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种智能充电控制系统，其所要解决的技术问题是：如何实现电池高效且安全地充电。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种智能充电控制系统，包括依次电连接的工频变压器、整流电路以及用于连接充电电池并对其进行充电的直流调压模块，所述直流调压模块的数量为若干个，所述整流电路的输出端还设置有用于监测功率使用情况的功率计，所述智能充电控制单元还包括控制单元以及用于使控制单元与充电电池进行通讯的通讯模块，所述通讯模块和功率计均与所述控制单元连接，各直流调压模块均通过通讯模块与控制单元连接，所述控制单元用于通过通讯模块获取充电电池的当前电量并结合功率计监测到的当前功率使用情况来计算出充电电池允许的充电功率并输出相应地控制指令，直流调压模块用于通过通讯模块输送的控制指令控制输出相应的充电电流。

本智能充电控制系统的工作原理为：工频变压器与市电连接，对市电进行降压处理后输出给整流电路，通过整流电路后输出直流电给直流调压模块，在本控制系统中，直流调压模块为若干个，多个直流调压模块能够同时工作，对不同的电动车充电电池进行充电。在有电动车需要充电时，将电动车的充电电池与直流调压模块连接，此时，控制单元能够通过通讯模块与充电电池建立通讯，获取充电电池的当前电量，设置在整流电路输出端的功率计对功率使用情况进行监测，控制单元将根据充电电池的当前电量与功率使用情况来计算充电电池允许的充电功率并输出控制指令给与该充电电池进行连接的直流调压模块，直流调压模块根据控制指令输出相应的充电电流，如功率使用情况为功率充裕，如当前没有其他充电电池进行充电时，且当前充电电池的电量在设定范围内时进行大电流充电，这样控制系统的设置，既加快了充电时间，又保证了充电电池的安全性。

在上述的智能充电控制系统中，所述智能充电控制单元还包括环境温度传感器，所述环境温度传感器与所述控制单元连接。环境温度传感器的设置，控制单元能够根据环境温度传感器监测到的环境温度来控制直流调压模块输出的充电电流，保证充电电池充电的安全性。

在上述的智能充电控制系统中，所述智能充电控制单元还包括设置在各直流调压模块输出线路上的电流互感器，各电流互感器与所述控制单元连接。电流互感器的设置，能够对充电电池的充电完成情况起到监测作用。

在上述的智能充电控制系统中，所述智能充电控制单元还包括温湿度传感器和烟雾传感器，所述温湿度传感器和烟雾传感器均与所述控制单元连接。温湿度传感器和烟雾传感器的设置，能够进一步保证充电电池充电的安全性。

在上述的智能充电控制系统中，所述智能充电控制单元还包括用于显示充电说明以及充电情况的显示屏，所述显示屏与所述控制单元连接。除设置显示屏外，还可以外接喇叭，配合用户操作，语音提示。显示屏的设置，能够方便用户操作，还能用于广告投放。

在上述的智能充电控制系统中，所述智能充电控制单元还包括与所述控制单元连接的用于发出报警提醒声的报警器。报警器的设置，能够对充电过程中各种危险状态进行报警提醒，提高安全性。

在上述的智能充电控制系统中，所述智能充电控制单元还包括设置在市电与工频变压器之间的保护电路，所述保护电路包括依次与市电电连接的漏电保护器和防雷器。漏电保护器能够在出现漏电等问题时进行自动断开，起到用电安全的作用，防雷器用于起到防雷击。

在上述的智能充电控制系统中，所述保护电路与工频变压器之间还设置有用于读取用电电量的电表。

在上述的智能充电控制系统中，所述工频变压器与市电之间还设置有手动断路器。手动断路器的设置，用于手动实现充电线路的通断，进一步起到安全用电的效果。

与现有技术相比，本智能充电控制系统具有以下优点：

1、本实用新型使用工频变压器降压，利用直流调压模块给充电电池进行可调功率充电，保证充电电池在条件允许的情况下进行大电流充电，既加快了充电时间，又不损坏充电电池，实现了电池充电的高效性和安全性，另外，采用工频降压和直流调压模块充电，能降低成本，减少干扰，提高充电利用率。

2、本实用新型还设置了温湿度传感器、烟雾传感器、电流互感器和报警器，能够在充电电池充电过程中，对充电电池起到安全保护的作用。

附图说明

图1是本实用新型的电路结构示意图。

图2是本实用新型的结构示意图。

图中，1、控制单元；2、直流调压模块；3、通讯模块；4、功率计；5、工频变压器；6、整流电路；7、保护电路；71、漏电保护器；72、防雷器；8、手动断路器；9、环境温度传感器；10、电流互感器；11、温湿度传感器；12、烟雾传感器；13、显示屏；14、报警器；15、电表。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1所示，本智能充电控制系统包括依次电连接的保护电路7、电表15、手动断路器8、工频变压器5、整流电路6以及用于连接充电电池并对其进行充电的直流调压模块2，在本实施例中，直流调压模块2的数量为若干个，能够分别连接一个电动车的充电电池，并对充电电池同时进行充电。保护电路7包括漏电保护器71和防雷器72，漏电保护器71可采用断路器或接触器等线路保护设备，整流电路6由四个二极管组成，其整流电路6的输出端还连接有保险丝Fu，用于对充电电路进行充电保护。整流电路6上还并联有滤波电容C1。在整流电路6输出端设置用于监测功率使用情况的功率计4。

如图2所示，本智能充电控制系统还包括控制单元1、用于使控制单元1与充电电池进行通讯的通讯模块3、用于检测充电电池所处环境温度的环境温度传感器9、设置在各直流调压模块2输出线路上的电流互感器10、温湿度传感器11和烟雾传感器12，环境温度传感器9、电流互感器10、通讯模块3、功率计4、温湿度传感器11和烟雾传感器12均与控制单元1的输入端连接，控制单元1的输出端还连接有用于显示充电说明以及充电情况的显示屏13以及用于发出报警提醒声的报警器14。

其中，在实施例中，控制单元1可采用单片机或PLC控制器。

通讯模块3为CAN网络。使用CAN网络，具有更高的通讯速率及总线利用率，且有容错机制，可靠的错误处理和检错机制，维护成本低，抗干扰好的优点。

各直流调压模块2均通过通讯模块3与控制单元1连接，控制单元1用于通过通讯模块3获取充电电池的当前电量并结合功率计4监测到的当前功率使用情况来计算出充电电池允许的充电功率并输出控制指令，直流调压模块2用于通过通讯模块3输送的控制指令来执行充电命令。

在本实施例中，若市电为220V时，通过工频变压器5后输出的电压为110V，通过整流电路6后输出110V±1V的直流电压，在本实施例中采用的直流调压模块2的产品参数为输入电压70V-130V，最大输出功率800W，待机电流小于70mA，输出电压70.5V，这是60V平台充电电池的充电电压，具备CAN通讯功能，端电压检测功能，输出功率可调节功能。该直流调压模块2可为市场上选型。

本智能充电控制系统在应用时，接通手动断路器8，此时，工频变压器5与市电进行电连接，对市电进行降压处理后输出给整流电路6，通过整流电路6后输出直流电给直流调压模块2，在本控制系统中，直流调压模块2为若干个，多个直流调压模块2能够同时工作，对不同的电动车充电电池进行充电。在无电动车需要充电时，直流调压模块2处于停机状态；在有电动车需要充电时，将电动车的充电电池与直流调压模块2连接，此时，控制单元1能够通过通讯模块3与充电电池建立通讯，获取充电电池的当前电量，设置在整流电路6输出端的功率计4能够监测到当前线路上的功率使用情况，控制单元1将根据充电电池的当前电量与功率使用情况来计算充电电池允许的充电功率并输出控制指令给与该充电电池进行连接的直流调压模块2，直流调压模块2根据控制指令输出相应的充电电流，如功率使用情况为功率充裕，如当前没有其他充电电池进行充电时，且当前充电电池的电量在设定范围内，如充电电池总电量20％-80％时进行大电流充电，即DCDC调压模块2以最大功率功率工作，输出DCDC调压模块2的最大充电电流。这样控制系统的设置，既加快了充电时间，又保证了充电电池的安全性；在充电电池进行充电过程中，控制单元1能够根据环境温度传感器9监测到的环境温度来进一步控制直流调压模块2输出的充电电流，保证充电电池充电的安全性。

在充电过程中，直流调压模块2输出线路上设置的电流互感器10实时对充电电池的充电完成情况进行监测，保证在完成充电时能及时控制直流调压模块2停止工作；同时，温湿度传感器11和烟雾传感器12也实时监测充电电池的温湿度和烟雾情况，在监测到温湿度和烟雾超过阈值时，还可以通过报警器14进行报警提醒，进一步保证充电电池充电的安全性。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种智能充电控制系统，包括依次电连接的工频变压器(5)、整流电路(6)以及用于连接充电电池并对其进行充电的直流调压模块(2)，所述直流调压模块(2)的数量为若干个，其特征在于，所述整流电路(6)的输出端还设置有用于监测功率使用情况的功率计(4)，所述智能充电控制系统还包括控制单元(1)以及用于使控制单元(1)与充电电池进行通讯的通讯模块(3)，所述通讯模块(3)和功率计(4)均与所述控制单元(1)连接，各直流调压模块(2)均通过通讯模块(3)与控制单元(1)连接，所述控制单元(1)用于通过通讯模块(3)获取充电电池的当前电量并结合功率计(4)监测到的当前功率使用情况来计算出充电电池允许的充电功率并输出相应地控制指令，直流调压模块(2)用于通过通讯模块(3)输送的控制指令控制输出相应的充电电流。

2.根据权利要求1所述的智能充电控制系统，其特征在于，所述智能充电控制单元(1)还包括设置在市电与工频变压器(5)之间的保护电路(7)，所述保护电路(7)包括依次与市电电连接的漏电保护器(71)和防雷器(72)。

3.根据权利要求2所述的智能充电控制系统，其特征在于，所述保护电路(7)与工频变压器(5)之间还设置有用于读取用电电量的电表(15)。

4.根据权利要求3所述的智能充电控制系统，其特征在于，所述工频变压器(5)与市电之间还设置有手动断路器(8)。

5.根据权利要求1至4任一项所述的智能充电控制系统，其特征在于，所述智能充电控制单元(1)还包括环境温度传感器(9)，所述环境温度传感器(9)与所述控制单元(1)连接。

6.根据权利要求1至4任一项所述的智能充电控制系统，其特征在于，所述智能充电控制单元(1)还包括设置在各直流调压模块(2)输出线路上的电流互感器(10)，各电流互感器(10)均与所述控制单元(1)连接。

7.根据权利要求1至4任一项所述的智能充电控制系统，其特征在于，所述智能充电控制单元(1)还包括温湿度传感器(11)和烟雾传感器(12)，所述温湿度传感器(11)和烟雾传感器(12)均与所述控制单元(1)连接。

8.根据权利要求1至4任一项所述的智能充电控制系统，其特征在于，所述智能充电控制单元(1)还包括用于显示充电说明以及充电情况的显示屏(13)，所述显示屏(13)与所述控制单元(1)连接。

9.根据权利要求7所述的智能充电控制系统，其特征在于，所述智能充电控制单元(1)还包括与所述控制单元(1)连接的用于发出报警提醒声的报警器(14)。

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